第七章 提升设备的运动学和动力学精要.ppt

第八章 提升设备的运动学和动力学 8.1提升速度的确定 在一次提升过程中，提升速度是变化的。如用横坐标表示容器运动的延续时间，纵坐标表示相应的运动速度，则绘出容器随时间变化的速度曲线，就称之为提升速度图。提升速度图上速度曲线所包含的面积，为提升容器在一次提升时间内所走过的路程，即提升高度。 8.2 提升设备的运动学 8.2.1 罐笼提升运动学 减速运行时间t3及高度h3： 每小时提升次数： 8.2.2 箕斗提升运动学 在箕斗提升的开始阶段，下放空箕斗在卸载曲轨内运行，为了减小曲轨和井架所受的动负荷，其运行速度及加速度应受到限制。提升将近终了时，上升重箕斗进入卸载曲轨，其速度及减速度也应受到限制。但在曲轨之外，箕斗则可以用较大的速度和加减速度运行，故单绳提升非翻转箕斗通常用对称五阶段速度图（如图8-3所示）。 翻转式箕斗因其卸载距离较大，为了加快箕斗卸载而增加一个等速（爬行）阶段，这样翻转式箕斗提升速度图便采用六阶段，如图8-4所示。对于多绳提升底卸式箕斗，如用固定曲轨卸载时采用六阶段速度图； 如用气缸带动的活动直轨卸载时可采用非对称（具有爬行阶段）的五阶段速度图（如图8-5所示）。 箕斗进出卸载曲轨的运行速度，以及在其中运行的加减速度，通常按下述数值选取：空箕斗离开卸载曲轨时的速度V0≤1.5m/s，加速度a0≤0.3m/s2；重箕斗进入卸载曲轨时的速度V4，对于对称五阶段速度图，V4≤1m/s，对于六阶段速度图和非对称五阶段速度图V4≤0.3～0.5m/s,相应的最终速度应使最后阶段的时间t5（t4）≈1s。 空箕斗在卸载曲轨内的加速度运行时间t0及加速度a0： 8.3 提升设备的动力学 8.3.1 提升静力学及提升系统的静力平衡问题 悬挂尾绳时钢丝绳的受力分析： 当采用等重尾绳提升时，q=p，Δ=0，则根据（8-22）式得： 8.3.2 变位质量 8.3.2 变位质量的计算 电动机转子的变位到卷筒圆周上的重量： 电动机近似容量计算： 8.3.3 罐笼提升动力学 （1）不平衡提升系统 8.3.4 箕斗提升动力学 下放绳的静拉力为： 8.4 提升电动机容量及电耗计算 8.4.2 提升设备电耗计算 在减速阶段， ，拖动力为： 由此可见，各提升阶段的拖动力均按直线规律变化且为常数，如图8-9b所示。减速阶段拖动力F3同样可能有三种情况，决定于减速度a3的大小。 各阶段的相应功率也按直线规律变化，如图8-9c所示。 在箕斗提升的开始阶段，空箕斗沿卸载曲轨下放，而在终了阶段，重箕斗沿卸载曲轨上升。在这两个阶段中，由于箕斗有一部分重量由曲轨支承而不作用在钢丝绳上，因此动力方程式（8-25）不能直接应用于这两个阶段，必须作相应的改变。 提升开始阶段，重箕斗自井底装载水平上升，此时上升绳的静拉力为： 与此同时空箕斗沿卸载曲轨下放，因箕斗有一部分重量被支承在曲轨上，故下放绳的静拉力减小为： ac为箕斗在卸载曲轨上的自重减轻系数，即容器自重不平衡系数。 系数ac在提升开始时最大，对于翻转式箕斗取ac=0.35～0.4，对于底卸式箕斗取ac=0；当箕斗离开曲轨时ac=0。箕斗在曲轨中运行时值的变化是很复杂的，在实际计算中可视为按直线规律变化。 作用在卷筒圆周上的静阻力为： 而 考虑到a=a0，则空箕斗沿卸载曲轨下放时的动力方程式为： (8-31) 提升终了阶段，重箕斗沿卸载曲轨上升，矿石逐渐向外卸出，箕斗也有一部分重量逐渐传给曲轨，故上升绳静拉力减小，上升绳的静拉力为： 式中β为重箕斗在卸载曲轨上载重量的减轻系数。 系数β在提升终了时最大，对于翻转式箕斗取β=0.8～1.0，对于底卸式箕斗取β=0.4；当重箕斗刚进入卸载曲轨时β=0。在卸载过程中β值的变化也是很复杂的，它的变化与矿石块度、湿度等因素有关，在实际计算时可视β按直线规律变化。 作用在卷筒圆周上的静阻力为： 而 考虑到因卸出一部分矿石后变位质量的减小及 则重箕斗沿卸载曲轨上升的动力方程式为： (8-32) 现以六阶段速度图不平衡系统（Δ=-p）的翻转式箕斗提升动力学为例进行研究，如图8-10所示。 空箕斗沿卸载曲轨下放时，拖动力按下式计算。 提升开始时，x=0，拖动力（图8-10中点1）为： (8-33) t0阶段终了时，ac=0，x=h0，拖动力（图8-10中点2）为： (8-33′) 箕斗在卸载曲轨外运行的各阶段的拖动力按下式计算。 t1阶段开始时x=h0，a=a1，拖动力（图8-10中点3）为： (8-34) 图8-10 不平衡系统翻转式箕斗提升工作图 t1阶段终了时，x=h0+h1，a=a1，拖动力（图8-10中点4）为： (8-34′) t2阶段开始时，x=h0+h1，a=0，拖动力（图8-10中点5）为： (8-35) t2阶段终了时，